Outils d'adaptation d'impedance d'une structure de micro-macro manipulation

par Abderraouf Benali

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Kouider Nacer M'Sirdi.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Les travaux traites dans cette these ont porte sur l'elaboration d'outils de commande en impedance d'une structure de micro-macro manipulation. Nous entendons par cette derniere le couplage serie de deux robots : le premier appele porteur est destine aux actions de grandes amplitudes, le second appele poignet est un manipulateur parallele destine aux mouvements fins. Le but de controler cette structure est d'ameliorer les performances habituellement rencontrees lors de la commande d'un manipulateur lorsque ce dernier est en mouvement contraint. L'avantage apparait lorsque les caracteristiques de l'environnement sont inconnues. Apres la presentation des modeles de comportement necessaire a la description des mouvements de chaque manipulateur, nous donnons les modifications a apporter pour permettre de modeliser la structure complete consideree comme un seul robot. Nous donnons ensuite les parametres pertinents a la representation des perturbations ou des phenomenes d'interaction. Les differents modeles obtenus sont utilises ensuite a l'elaboration des lois d'adaptation d'impedance en fonction du comportement desire. En premier nous avons considere une approche globale nous permettant de specifier l'impedance du point terminal du systeme augmente par rapport a la base. Pour la mise en oeuvre de cette approche, nous avons propose deux techniques de commandes. La premiere ecrite en fonction des variables articulaires est inspiree des techniques classiques de la dynamique inverse. La seconde est plus proche de la specification des taches est decrite en fonction des variables operationnelles. Ces deux commandes presentent l'avantage de pouvoir specifier le mouvement du point terminal meme dans l'espace nul. Nous avons traite ensuite le probleme de commande de facon locale, c'est a dire par rapport a chaque robot. Chaque robot adapte son impedance en fonction du comportement desire et de l'environnement rencontre. Nous avons propose pour cela une structure de commande inspiree des techniques d'optimisation. La mise en oeuvre de cette approche est effectuee a travers un bouclage externe pilote par le gradient du critere de performance utilise. Outre la possibilite de repondre aux performances demandees la solution proposee presente l'avantage d'etre quantifiable ce qui la rend systematique. Une verification experimentale sur differents taches a permis de valider ce principe et de quantifier les performances.

Titre traduit

Adaptation tools to impedance control for a micro-macro manipulation structure

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